劑可包括單一導(dǎo)電材料(例如聚亞苯基衍生物)或者至少兩 種導(dǎo)電材料的組合。 陽131] 負極22可包括負極集流體和設(shè)置在所述負極集流體上的負極活性物質(zhì)層。 陽132] 所述負極集流體可具有例如約3 y m-約500 y m的厚度。所述負極集流體沒有特別 限制,且可為任何合適的材料,只要其具有合適的電導(dǎo)率而不在所制造的電池中引起化學(xué) 變化。所述負極集流體的實例為銅,不誘鋼,侶,儀,鐵,燒結(jié)碳,用碳、儀、鐵和/或銀表面處 理的銅或不誘鋼,W及侶-儒合金。另外,所述負極集流體可被加工成在其表面上具有細小 的不規(guī)則物W增強所述負極集流體對所述負極活性物質(zhì)層的粘附強度,且可W包括膜、片、 錐、網(wǎng)、多孔結(jié)構(gòu)體、泡沫體、和無紡物的多種合適的形式的任一種使用(利用)。 陽133] 所述負極活性物質(zhì)層可包括負極活性物質(zhì)、粘合劑、和任選的導(dǎo)電劑。
[0134] 所述負極活性物質(zhì)沒有特別限制,且可選自本領(lǐng)域中使用(利用)的任何合適的 負極活性物質(zhì)。所述負極活性物質(zhì)的實例為裡金屬、裡金屬合金、過渡金屬氧化物、容許裡 的滲雜或去滲雜的材料、W及容許裡離子的可逆嵌入和脫嵌的材料,其可單獨地或W其至 少兩種的組合使用(利用)。
[0135] 所述裡金屬合金可為裡與選自如下的金屬的合金:鋼(化)、鐘化)、鋼巧b)、飽 (Cs)、巧(化)、被度e)、儀(Mg)、巧(Ca)、鎖(Sr)、娃(Si)、錬(錬,Sb)、鉛(Pb)、銅(In)、鋒 狂n)、領(lǐng)度曰)、錯(Ra)、錯(Ge)、侶(A1)、和錫(Sn)。
[0136] 所述過渡金屬氧化物的非限制性實例為鶴氧化物、鋼氧化物、鐵氧化物、裡鐵氧化 物、饑氧化物、和裡饑氧化物。
[0137] 所述容許裡的滲雜或去滲雜的材料的實例為Si、Sn、A1、Ge、Pb、Bi、訊、 SiOx (0<x。)、Si-Y合金(其中Y為堿金屬、堿±金屬、第11族元素、第12族元素、第13族元 素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、過渡金屬、稀±元素、或其組合,除Si之外)、 SnOx(0<x<2)、W及Sn-Y合金(其中Y為堿金屬、堿±金屬、第11族元素、第12族元素、第 13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、過渡金屬、稀±元素、或其組合,除Sn 之外)。例如,Y可為儀(Mg)、巧(Ca)、鎖(Sr)、領(lǐng)度a)、錯(Ra)、筑(Sc)、錠燈)、鐵01)、 錯狂r)、給 Olf)化f)、饑(V)、妮(Nb)、粗(Ta)、:納值b)、銘(Cr)、鋼(Mo)、鶴(W) (Sg)、得燈C)、鍊(Re)、策勤度h)、鐵(Fe)、鉛(Pb)、釘(Ru)、餓(Os)、《戴I (Hs)、錠她)、銀 (Ir)、鈕 OM)、銷巧t)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鋒(Zn)、儒(Cd)、棚(B)、侶(Al)、嫁(Ga)、 錫(Sn)、銅(In)、巧(Tl)、錯(Ge)、憐(P)、神(As)、錬(錬,Sb)、祕(Bi)、硫(S)、砸(Se)、 蹄燈e)、針(Po)、或其組合。
[0138] 所述容許裡離子的可逆嵌入和脫嵌的材料可為在裡電池中通常使用(利用)的 任何合適的碳質(zhì)負極活性物質(zhì)。運樣的碳質(zhì)材料的實例為結(jié)晶碳、無定形碳、及其混合物。 所述結(jié)晶碳的非限制性實例為天然石墨、人造石墨、膨脹石墨、石墨締、富勒締煙灰、碳納米 管、和碳纖維。所述無定形碳的非限制性實例為軟碳(在低溫下燒結(jié)的碳)、硬碳、中間相漸 青碳化產(chǎn)物、和燒結(jié)焦炭。所述碳質(zhì)負極活性物質(zhì)可為例如球形、平的、纖維狀、管狀、或粉 末形式。
[0139] 所述粘合劑可將負極活性物質(zhì)顆粒粘合(例如,牢固地粘合)在一起和粘合(例 如,牢固地粘合)到所述負極集流體。所述粘合劑的非限制性實例為聚乙締醇、簇甲基纖維 素、徑丙基纖維素、聚氯乙締、簇化聚氯乙締、聚氣乙締、包含亞乙基氧的聚合物、聚乙締基 化咯燒酬、聚氨醋、聚四氣乙締、聚偏氣乙締、聚乙締、聚丙締、下苯橡膠(SBR)、丙締酸醋化 的SBR、環(huán)氧樹脂、和尼龍,但不限于此。
[0140] 使用(利用)所述導(dǎo)電劑W向所述負極提供導(dǎo)電性。可使用(利用)不在電池中 引起化學(xué)變化的任何合適的電子傳導(dǎo)材料。所述導(dǎo)電劑的實例為碳質(zhì)材料(例如天然石 墨、人造石墨、炭黑、乙烘黑、科琴黑、碳纖維等);粉末或纖維形式的基于金屬的材料(例如 銅腳)、儀(Ni)、侶(A1)、銀(Ag)等);化及包括導(dǎo)電聚合物(例如聚亞苯基衍生物)的導(dǎo) 電材料;及其混合物。 陽141 ] 正極23和負極22可各自通過如下制造:將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘合劑在溶劑中混 合W制備活性物質(zhì)組合物,和將所述活性物質(zhì)組合物涂覆在集流體上。 陽142] 可使用(利用)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何合適的制造運樣的電極的方法。 因而,在本文中將不提供其詳細描述。運里,所述溶劑的實例為N-甲基化咯燒酬(NMP)、丙 酬、和水,但所述溶劑不限于此。
[0143] 隔板24可設(shè)置在正極23和負極22之間,且隔板24可為對于裡電池通常使用(利 用)的任何合適的隔板。例如,隔板24可具有低的對電解質(zhì)中的離子的遷移的阻力且具有 電解質(zhì)保持能力。隔板24可為單層或多層。隔板24的實例為玻璃纖維、聚醋、特氣隆、聚 乙締、聚丙締、聚四氣乙締(PTFE)、及其組合,其各自可為無紡物或紡織物。隔板24可具有 約0.0 l y m-約10 y m的孔徑和約3 y m-約100 y m的厚度。
[0144] 如在W上實施方式中所描述的,基于所述非水有機溶劑的總重量,所述用于裡電 池的電解質(zhì)可W約0. 1重量% -約1重量%的量包括硝酸裡化iN〇3)。所述電解質(zhì)可注入 其間有隔板24的正極23和負極22之間。
[0145] 除在移動電話或便攜式計算機中的應(yīng)用之外,所述裡電池的合適的使用(利用) 可包括在電動車中的應(yīng)用,在所述電動車中裡電池應(yīng)可在高電壓、高輸出功率和高溫下運 行。所述裡電池還可與現(xiàn)有的內(nèi)燃機、燃料電池、和/或超級電容器一起配置,用于在混合 動力車中的使用(利用)。因而,通過在高輸出功率、高電壓和高溫下的運行,所述裡電池可 應(yīng)用于電動自行車、電動工具等。 陽146] 現(xiàn)在將參照W下實施例更詳細地描述一個或多個實施方式。然而,運些實施例不 意圖限制所述一個或多個實施方式的范圍。 陽147](根據(jù)添加劑對電解質(zhì)的混合比的單元電池特性的評價)
[0148]連施倆I Ia 陽149] 向W約20:20:60的體積比混合的碳酸亞乙醋巧C)、碳酸亞丙醋(PC)和碳酸二乙 醋觸C)的混合溶劑添加LiPFe,直至Li化的濃度達到1. 3M。然后,作為添加劑,將1. 5重 量%的下式Ia的二氣(草酸)棚酸裡化iFOB)和3重量%的下式2a的S ( S甲基甲硅烷 基)氧化麟(TMSPa)添加到所述混合溶劑,由此制備用于裡電池的電解質(zhì)。
陽1加]式Ia[0151] 陽152] 式2a 陽153] 陽154] 使用(利用)所述電解質(zhì)W下列方式制備評價單元電池。
[0155] 將作為正極活性物質(zhì)的LiCo〇2粉末和碳導(dǎo)電劑(Super-PJimcal Ltd. ) W 90:5 的重量比混合,然后添加聚偏氣乙締(PVD巧粘合劑溶液W制備其中活性物質(zhì):碳導(dǎo)電劑: 粘合劑的重量比為90:5:5的漿料。將活性物質(zhì)漿料涂覆在具有15ym厚度的侶錐上。將 侶錐干燥,并漉壓W制備正極。運里,正極板具有5. Ig/cc的密度(例如,混合物密度)。
[0156] 為了降低W 1:1的重量比混合的作為負極活性物質(zhì)的石墨粉末和PVDF粘合劑的 混合物的粘度,向其添加N-甲基化咯燒酬溶劑直至其量達到60重量%,由此制備負極活性 物質(zhì)漿料。將所述漿料涂覆在具有IOym厚度的侶錐上。將侶錐干燥,然后漉壓W制備負 極。
[0157] 然后,除所述電解質(zhì)之外,使用所述正極、所述負極、和具有20 ym厚度的聚乙締 隔板(STAR20, As址i)制造18650型(種類)全單元電池。 陽15引 連施例化
[0159] W與實施例la中相同的方式制造全單元電池,除了使用(利用)3重量%的11尸08 和1. 5重量%的TMS化作為添加劑之外。
[0160] 連施例Ic 陽161]W與實施例Ia中相同的方式制造全單元電池,除了使用(利用)2重量%的11尸08 和2重量%的TMS化作為添加劑之外。 陽1創(chuàng) 連施倆IId
[016引 W與實施例1a中相同的方式制造全單元電池,除了使用(利用)3重量%的11尸08 和3重量%的TMS化作為添加劑之外。
[0164] 對比例Ia
[0165] W與實施例1a中相同的方式制造全單元電池,除了僅使用(利用)4重量%的 TMS化作為添加劑之外。 陽16引 對比例化 陽167]W與實施例1a中相同的方式制造全單元電池,除了僅使用(利用)4重量%的 LiFOB作為添加劑之外。
[0168] 對比例Ic
[0169] W與實施例1a中相同的方式制造全單元電池,除了僅使用(利用)5重量%的 LiFOB作為添加劑之外。 陽170] 評價連施倆IIa:伸用期限(壽命)特忡的評價 陽171] 通過如下對根據(jù)實施例1a-Id和對比例Ia-Ic制備的全單元電池各自進行其使用 期限(壽命)特性的評價:Wo. 1C/0.1 C進行一次充電/放電、Wo. 2C/0. 2C進行一次充電 /放電、和W 1. 0C/1. OC重復(fù)地進行充電/放電140次。運樣的充電/放電測試在45°C的 溫度下且如下進行:W 4. 4V(相對于Li)的恒電壓模式,使單元電池在0. 05C倍率截止,然 后將單元電池W 1. OC倍率的恒電流放電直到單元電池的電壓達到2. 75V(相對于Li)。運 里,通過計算由W下方程1定義的容量保持率來評價使用期限(壽命)特性。 陽172] 方程1
[0173] 容量保持率[%] =[第n次循環(huán)放電容量/第1次循環(huán)放電容量]X 100 陽174]實施例Ia-Id和對比例Ia-Ic的全電池的容量保持率示于圖2中。
[01巧]參照圖2,證實,當(dāng)在運里混合的LiFOB和TMS化的總量不超過6重量%時,全單元 電池具有改善的使用期限(壽命)特性。替代地,證實,在運里混合的LiFOB和TMSPa的過 量